德国ABB HMB-8型断路器操作机构常见故障分析
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断路器常见故障及分析断路器是电气系统中常见的保护设备,用于保护电路和设备免受过载、短路和接地故障的影响。
然而,断路器本身也会发生各种故障。
本文将探讨一些常见的断路器故障及其分析。
常见的断路器故障包括断电、跳闸和失灵等。
断电是指断路器无法打开,电流无法通过的情况。
跳闸是指断路器在额定电流以下时自动断开电路的情况。
失灵是指断路器无法正常工作,无法提供应有的保护功能。
一、断电故障:1.断路器触点氧化:长期使用后,断路器内部的触点可能会受潮或氧化,导致接触不良,从而引起断电故障。
解决方法是清洁或更换触点。
2.过载保护失效:当电路中的负载超过断路器额定电流时,断路器应该自动跳闸断开电路,以保护电路和设备免受危害。
如果过载保护失效,断路器将无法断开电路,从而引起断电故障。
解决方法是重新设置合适的过载保护参数或更换断路器。
3.短路保护失效:当电路存在短路故障时,断路器应该自动跳闸断开电路,以避免设备受损。
如果短路保护失效,断路器将无法断开电路,从而引起断电故障。
解决方法是重新设置合适的短路保护参数或更换断路器。
二、跳闸故障:1.过载:如果电路中的负载超过断路器的额定电流,断路器将自动跳闸断开电路,以保护电路和设备免受损害。
解决方法是重新评估电路的负载情况,确保不超过断路器的额定电流。
2.短路:短路故障是指电路的两个相或电源之间出现直接连接,电流瞬间过大。
断路器应该能够快速地跳闸以避免设备受损。
解决方法是重新评估电路的连接,并确保电路中没有直接短接的部分。
三、失灵故障:1.断路器机械部件损坏:断路器的机械部件如弹簧、弹片等可能会因长期使用而损坏,导致断路器失灵。
解决方法是更换损坏的机械部件。
2.整定装置故障:断路器的整定装置是用来设置断路器的过载和短路保护参数的。
如果整定装置故障,断路器将无法正确地进行保护。
解决方法是重新设置整定装置或更换断路器。
3.电气故障:断路器的电气部件如继电器、热释放器等可能会因电气故障而失灵。
浅析断路器操作机构常见故障及处理方法吴敏摘要:ABB断路器作为国内大型水电厂重要设备,应用非常广泛,本文通过分析断路器操作机构常见故障产生的原因及其处理原则,以改善发电、供电设备的可靠性,具有较好的借鉴意义。
关键词:ABB断路器;操作机构;安全性;故障;预控措施一、引言常见大型水电站出口断路器为液压弹簧操作机构,主要由储能元件、控制元件、操作执行元件、辅助元件、电气回路及液压回路等组成,当出现操作机构储能异常时,操作电源及外部回路正常的情况下,可能出现的故障主要有油泵频繁启动、断路器油泵运行超时报警两种,下面分别阐述两种常见故障原因与处理方法。
二、油泵频繁启动故障原因及处理(一)原因1:泄压阀被误动,在开启位置。
下图中1位泄压手柄的正常关闭位置,按箭头方向抬起后未开启位置。
此原因可能性非常小,可能出现在机构检修后,如确实被误动,将其恢复至图中位置即可。
图1 泄压手柄示意图(二)原因2:机构内部密封损坏出现内漏。
机构腔体内漏时,会造成弹簧储能的损失,这一能量损失将通过油泵的自动启动来补偿,24小时内(不计开关动作造成的油泵启动),允许10次油泵启动,如启动次数超过10次需加强观察,如超过20次需联系厂家维护。
也可通过测量弹簧行程变化的方法来评估内漏的严重与否,24小时内允许30mm的弹簧行程变化量(电机电源断开),如行程超过30mm,需要联系厂家处理。
频繁打压的另外一个外部表现是液压油中混合磨损的密封,导致液压油变黑。
图2 内部密封圈破损导致内部漏油,频繁打压图3 频繁打压导致液压油颜色变黑三、出口断路器油泵运行超时故障原因及处理(一)油泵运行超时原理如图4所示,在GCB操作机构弹簧储能位置开关+AJ37-S1检测到需要储能后,继电器K4动作,油泵电机M启动开始储能,如果在2min时间内(ABB所配电机在1800s内,电机允许旋转最长时间为180s。
各厂一般设置延时为2min),储能完成,则弹簧储能位置开关+AJ37-S1动作,继电器K4失电,油泵电机M回路断开。
断路器有哪些常见故障和解决方法?一、断路器电气故障1. 过载故障过载是指断路器负载超过其额定电流而造成的故障。
过载故障的原因可能是电路负荷增加、短路故障等。
解决过载故障的方法有两种:一是增加断路器的额定电流,但这需要根据实际情况进行评估和计算;二是限制电路负荷,可以通过增加并联断路器、更换负载或者进行定期维护等方式来实现。
2. 短路故障短路是指电路中两个极性之间或者同极性之间意外短接而产生的故障。
短路故障可能导致断路器烧坏、电气设备损坏,甚至引发火灾等严重后果。
解决短路故障的方法有三种:一是通过检查电路布线和接线端子,修复短路点;二是安装短路保护器,及时切断短路电流;三是采用高短路容量的断路器来防止过电流损坏。
3. 漏电故障漏电是指电气设备出现绝缘缺陷或者接地故障导致的电流泄漏现象。
漏电故障的危害较大,不仅会造成设备损坏,还有触电的风险。
解决漏电故障的方法主要有两种:一是检查设备的绝缘情况,及时修复或更换损坏的绝缘材料;二是安装漏电保护器,监测电气系统的漏电情况,一旦发现漏电现象,能够及时切断电流。
二、断路器机械故障1. 断路器卡死断路器卡死是指断路器在运行中无法正常切断电路,造成设备无法正常使用的故障。
产生这种故障的原因可能是机械部件磨损、污染、润滑不良等。
解决断路器卡死的方法有两种:一是进行例行维护,定期清洁和润滑机械部件,保持其灵活性;二是更换磨损严重的机械部件,恢复断路器的正常运行。
2. 断路器无法闭合断路器无法闭合是指断路器在开合过程中无法完全接触或者闭合,导致电路无法通电的故障。
造成这种故障的原因可能是断路器触头接触不良、弹簧松弛等。
解决断路器无法闭合的方法有两种:一是清洁断路器的触头,确保其接触良好;二是调整或更换松弛的弹簧,使其能够正常闭合。
三、断路器其他故障1. 触头烧蚀触头烧蚀是指断路器在长时间运行中,由于电弧的作用导致触头出现烧蚀现象。
触头烧蚀可能会导致接触不良,影响正常运行。
一起智能发电机出口断路器(GCB)液压操作机构故障的分析与处理摘要阜阳华润电力有限公司2x640MW燃煤发电机组1、2号发电机出口断路器(GCB)均采用ABB公司生产的HEC/7型断路器,配置HMB-8.2型液压储能操作机构。
2016年8月1日上午8点42分,运行巡检人员发现#2发电机出口断路器液压操作机构储能油泵开始频繁打压,直至10月13日液压操作机构储能电机电源空开跳闸,随后开关液压操作机构进入完全失压状态,严重影响了机组的安全运行。
该机组停运时,液压操作机构储能电机打压计数器已动作了303032次。
本文简要介绍了发电机出口断路器(GCB)液壓操作机构的工作原理及故障的处理过程,仔细分析液压操作机构故障的原因,为同类型GCB的液压机构故障处理提供参考。
关键词发电机出口断路器;GCB;液压操作机构;频繁打压;试验;分析1 导言发电机出口断路器广泛应用于各类电厂,如燃气轮机电厂、热电厂、水电厂等,该类型机组发电机出口通常采用GCB断路器作为并网点,并用弹簧液压储能动力作为断路器的操作机构。
该机构原理简单,结构紧凑,日常维护量小,满足分合闸动作特性要求,性能稳定,能满足机组日常启停需要。
但当GCB液压操作机构缺少维护时,其储能系统经常会出现内漏或外部渗油,造成储能电机頻繁打压,如不及时停机处理,还有可能造成机构液压缸体缸裂,使运行中的发电机组无法通过GCB从电网上解裂,对机组的安全运行产生一定的影响。
因此,在机组停运时对GCB的液压机构进行有深度的检查、维护和保养是非常必要的。
2 GCB液压操作机构的工作原理阜阳华润电力有限公司640MW燃煤发电机组的1、2号发电机出口断路器(GCB)均采用ABB公司生产的HEC/7型断路器,配置HMB-8.2型液压储能操作机构。
液压弹簧操纵机构集蝶簧的机械式储能和液压式的驱动和控制于一体,整个机构分为工作模块、储能模块、动力模块、控制模块和监视模块。
碟簧的压力释放作用在三个储能活塞上。
关于断路器的典型故障分析及预防措施探讨断路器是电路中非常重要的保护设备,它能够在电路发生故障时自动切断电源,起到保护电器设备和人身安全的作用。
随着断路器的使用,也会出现一些故障问题,例如断路器跳闸频繁、断路器不工作等问题。
本文将针对断路器的典型故障进行分析,并探讨预防措施。
一、断路器的典型故障1. 断路器跳闸频繁断路器跳闸频繁是断路器常见的故障现象,可能是由于电流超载、短路、过电流等原因引起的。
电流超载是指负载电流超过了断路器的额定电流,导致断路器跳闸保护。
短路则是指电路中出现了两个相位之间的直接短接,导致电流过大,同样会引起断路器跳闸。
而过电流则是指电路中的过电流保护装置失效,导致断路器无法及时切断电源。
2. 断路器不工作断路器不工作可能是由于内部零部件损坏、接触不良、热老化等原因引起的。
当断路器内部零部件损坏时,会导致断路器无法正常工作。
断路器的接触部分如果长期使用,可能会出现接触不良的情况,影响了断路器的正常工作。
断路器在长时间工作后,可能会因为热老化而导致不工作。
二、预防措施探讨1. 定期检查与维护为了避免断路器的故障,需要定期对断路器进行检查与维护。
可以检查断路器的接线端子是否松动、接触部位是否受损、热老化情况等,并对其进行相应的维护与修理。
还需要对断路器的额定电流进行检测,确保其能够正常工作。
2. 谨慎使用电器设备在使用电器设备时,要谨慎选择合适的电器设备,并确保电器设备的功率不超过断路器的额定电流。
避免长时间过载使用电器设备,以免引起断路器的跳闸故障。
3. 提高断路器的技术水平提高断路器的技术水平,采用先进的材料与工艺,研发出更加耐用、可靠的断路器产品。
通过技术手段对断路器的工作状态进行监测与记录,及时发现并处理潜在的故障问题。
4. 合理安装与使用断路器在安装断路器时,要避免长时间暴露在高温、潮湿、腐蚀等环境中,选择合适的安装位置与方式,减少外界对断路器的影响。
在使用断路器时,要遵守使用规程,避免过载或短路等情况发生。
关于断路器的典型故障分析及预防措施探讨断路器是电力系统中保护设备的一种,其主要功能是在电路发生故障时迅速切断电源,保护电气设备和人身安全。
断路器在使用过程中可能会发生故障,导致无法正常工作。
本文将探讨断路器的典型故障分析及预防措施。
断路器的典型故障主要有以下几种情况:1. 机械故障:机械故障是断路器常见的故障类型之一。
其原因可能是由于断路器内部机械零部件的损坏或松动导致的。
机械零部件的磨损、断路器闭合和断开机构的不灵活等。
2. 电气故障:电气故障是断路器常见的故障类型之一。
其原因可能是由于过载、短路或接触不良等导致的。
过载会使得断路器内部导电材料受到过高的电流冲击,导致接触片损坏。
短路会使得断路器内部发生瞬时的高温和高压,导致断路器烧坏。
3. 烧结故障:烧结故障是指断路器内部的电弧在过流和短路时过长时间存在,导致电弧能量过大,使得接触片和电弧室的金属材料烧结在一起,无法正常断开电源。
这种故障一般发生在高压断路器中。
为了预防断路器的故障,可以采取以下措施:1. 定期检查和维护断路器:定期对断路器进行检查和维护是预防故障的有效措施。
包括检查机械零部件的损坏和松动情况,清洁接触片和电弧室,确保其正常工作。
2. 使用合适的断路器:根据电气设备的功率和工作环境,选择合适的断路器进行布置。
不同类型的断路器有着不同的容量和特性,选择合适的断路器能够降低故障的发生概率。
3. 过载保护和短路保护:为了保护断路器免受过载和短路的影响,可以添加过载保护和短路保护装置。
过载保护装置可根据电路中的电流大小自动切断电流,避免断路器被高电流冲击。
短路保护装置可快速切断短路电流,防止电弧的产生。
4. 提高断路器的故障容量:故障容量是断路器能够承受的最大故障电流,提高断路器的故障容量可以增加其安全性和可靠性。
可通过更换高故障容量的断路器来提高系统的安全性。
断路器的故障可能会对电力系统造成严重影响,因此需要采取相应的措施预防故障的发生。
德国ABB HMB-8型断路器操作机构常见故障分析
作者:史磊
来源:《西部论丛》2019年第30期
摘要:HMB-8.2型断路器为目前较常见的高压断路器操作机构,断路器操作机构故障少,维护工作量小,本文阐述了某发电公司500kV GIS断路器从投产以来发生过的故障及故障原因查找处理方法。
关键词:断路器;液压油泵;频繁打压;开关拒分拒合
一、设备概况
某电厂500kV GIS断路器液压操作机构是德国ABB公司生产的HMB-8型操作机构,此液压操作机构的主要优点是:1.结构紧凑 2.高可靠性 3.免维修 4.磨损极低 5.内部液压缓冲 6.工作
特性不受温度影响 7.油量少,即使在全部漏油情况下(概率极低),外壳也可容纳所有油量8.集成液压回路,不含任何油管 9.广泛适用于自能式断路器。
该厂自2005年12月投产至今,500kV GIS断路器曾发生过断路器拒分拒合故障及液压油泵频繁打压故障,本文主要针对这两种故障进行分析及分享处理方法。
二、断路器液压操作机构结构示意图
三、液压机构频繁打压故障
1、液压油泵频繁打压的危害
1.1储能模块、工作缸内活塞频繁压缩,使密封圈等密封件磨损显著增大,甚至或扫磨损,易造成机构内漏或使内漏不断加剧,故障扩大(机构压力低闭锁)。
1.2由于油中杂质引起的频繁打压,使运动部件之间的磨损加剧,划伤模块、工作缸内壁及活塞的机会增加。
1.3二次回路接触器接点烧损严重。
1.4电机启动频繁易烧损整流元件。
一般来说,对于HMB-8型液压操作机构,由于存在密封圈等薄弱密封环节,机构24h内启动1-3次可视为正常。
在断路器无操作或操作较少的情况下,油泵如果平均每天启动10次或每月启动超过300次,可以视为频繁打压故障(现场以报警或计数器为判据)。
HMB-8型液压操作机构频繁打压判据为24h内电机启动20次以上,此时需要对机构进行检查、处理。
2、引起液压油泵频繁打压原因
2.1液压油外漏造成油压下降。
如模块连接处或密封面有滲油处、放油阀密封不严。
2.2机构内部高、低压油路间内漏使得机构压力无法正常保持。
根据液压操作机构特点与检修经验,有以下几处密封薄弱环节:漏点手动泄压阀下过流阀;油泵出口逆止阀;控制阀(二级阀);储能模块高压密封圈;工作缸活塞密封。
(如图所示)
2.3油中杂质。
油中杂质卡涩活塞或密封圈位置,使密封不严,高压油路向低压油路渗漏。
1、手动泄压阀下过流阀;
2、油泵出口逆止阀;
3、控制阀(二级阀);
4、储能模块高压密封圈;5工作缸活塞密封
3、油泵启动原理
表1为液压机构行程,图3为液压机构行程辅助开关,油泵启动监视回路如图4电路图所示。
其中F1接点为图3所示叠簧控制启泵行程开关接点,当操作机构液压压力降低,弹簧行程位置减小至81.5mm以下接点闭合,接通油泵电机回路,油泵输出的高压油同时进入3个储能活塞上端,推动储能活塞向下运动压缩叠簧进行储能。
储能到位(行程位置为83.5mm)后F1接点打开,弹簧行程开关切断油泵电机,油泵停运,打压过程结束。
当操作后或压力降低到启泵值时,弹簧行程开关接通油泵电机再次补压到停泵位置。
F2为合分闸闭锁接点,只有当行程位置减少至51.0mm以下,接点闭合;K1接点为开关合位的辅助接点,当开关处于合位接点闭合。
4、液压油泵频繁启动现场检修流程
由于HMB-8型液压机构具有高度模块化的结构特点,给现场查找、判断漏点带来困难。
而一旦判断失误将大大增加工作量与处理时间,降低供电可靠性。
下图为根据机构的结构特点与检修经验总结的频繁打压现场流程。
针对上述几种油泵频繁打压的原因,将开关转检修后可逐一采取以下措施进行检查处理。
4.1现场检查有无渗漏油。
检查机构油位是否正常、机构外表面有无渗漏油、弹簧有无破损断裂。
如果机构表面有渗漏油,检查渗漏油位置更换相应模块。
4.2仅在分位的频繁打压故障。
开关合位时工作缸活塞两侧为高压油,分位时工作缸一侧为高压油、一侧为低压油。
对于在开关分位的频繁打压故障,可将开关合闸,如果储能完全正常,可初步判断为工作缸内活塞两侧高、低压油路存在渗漏。
由于现场不具备工作缸检修条件,需将机构返厂处理。
4.3排除油中杂质原因与二次回路原因,现场分合闸、储能操作数次,对于开关在合位出现频繁打压故障,分合闸操作数次后弹簧无法一次性完全储能(为保护电机,电机连续运行上限时间为2分钟),断开电机电源后如果泄至0压,可以排除有种杂质原因与二次回路原因。
分合闸操作时间可以检查分合闸线圈电磁阀位置是否正确,动作是否灵活。
4.4操作机构内漏。
排出上述情况,可以确定为操作机构内漏。
针对上述几种可能造成内漏的原因,对手动泄压阀下过流阀、油泵出口逆止阀、控制阀、储能模块高压密封圈进行检查,根据外观检查及更换后储能操作情况,可以确定故障位置。
如果对相应故障部分进行更换后,频繁打压、无法一次完全储能、压力无法正常保持等故障只是得到缓解,如打压时间间隔明显增加但仍然无法正常保持压力,说明工作缸内的高、低压油路存在渗漏,需将机构返厂处理。
四、HMB-8型断路器拒分拒合机械故障
1、分合闸线圈工作原理
HMB-8.2型断路器的分合闸是通过图1中13、14、15三个两位两通常闭型球阀的分合闸伺服阀状态切换来实现断路器分合闸,其中包括1个合闸伺服阀,2个分闸伺服阀。
当断路器收到合闸信号时,合闸伺服阀线圈受电,阀芯吸合,使伺服阀内高低压油路联通,并促使一级阀下二级阀阀芯进行油路切换来实现合闸过程。
分闸同理。
2、拒分拒合原因
断路器分合闸伺服阀在环境因素影响下,阀芯卡涩,在上一次操作后,一级阀阀芯完成指令后未回弹至初始位置,如:断路器合闸后,合闸线圈阀芯未回弹,导致油路一致保持在合闸状态,当再次操作,发送分闸指令后,分闸油路无法切换,导致断路器拒分。
拒合同理。
3、拒分拒合处理
当遇到断路器拒分拒合故障时,如能够排除控制回路故障,首先打开断路器外罩,检查分合闸线圈阀芯状态,如发现阀芯未回弹情况,可使用工具将阀芯手动复位,再进行远程操作,操作完成后,及时检查其他伺服阀是否存在相同故障,并更换新伺服阀,保证供电安全可靠性。
五、结束语
HMB-8型液压操作机构在国内运行维护经验较少,但因其结构紧凑、无外接管路等特点,已经得到了越来越广泛的应用。
因机构问题产生的拒分拒合故障较为少见,主要与断路器运行环境有较大关系,因此需要在检修时重点关注分合闸伺服阀阀芯灵活性,可提前预防拒分拒合故障。
而液压油泵频繁打压故障是此类操作机构较为常见的典型故障,如果从结构特点分析,采用较为标准化对分析处理流程,可以缩短停电时间,提高供电可靠性。
参考文献
[1] 朱素萍; 高压断路器及其操作机构事故原因分析和处理; 中国高新技术企业,2007,14(7);72-73
[2] 德国ABB HMB-8型操作机构说明书
[3] 德国ABB HMB-8型操作机构维护手册。